「標準状態」の版間の差分

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{{出典の明記|date=2013年1月}}
'''標準状態'''(ひょうじゅんじょうたい)とは、[[物理学]]、[[化学]]や[[工学]]などの分野で、測定する[[平衡状態]]に依存する[[熱力学]]的な[[状態量]]を比較するときに基準とする状態である。一般的には[[気体]]の標準状態のことどのように設定ことが多るかは完全に人為的なものであり、理論的な裏付けはなが、歴史的には人間の自然認識に立脚する
 
一般的には[[気体]]の標準状態のことを指すことが多く[[圧力]]と[[温度と圧力]]を指定することによって示されるが、科学の分野により、また学会、国際規格団体によって、その定義は様々であり混乱が見られる。このため、日本熱測定学会は統一した値として、地球の大気の標準的な圧力である[[標準大気圧]]({{math|1=1 atm =101.325 kPa }})を用いるべきであると主張し啓蒙活動を展開している<ref name~"jscta">{{Cite web[[#jscta|url=http://www.netsu.org/JSCTANew/wp-content/uploads/2014/06/posterWGonSSP.pdf|title=Borderless日本熱測定学会 Science Seeks for Seamless Standards: Standard State Pressure Should Be 101.325 kPa|format=PDF|work=ICCT2008で発表したポスター|publisher=日本熱測定学会、標準状態圧力適正化ワーキンググループ|date=2008|accessdate=2015-08-02}}]]</ref>。
 
== 圧力 ==
指定される圧力は、'''標準状態圧力'''({{lang-en-short|standard-state pressure}}, SSP)と呼ばれる。しばしばSSPにおける量であることを表す為に {{math|&deg;}} を付けて表され<ref name="barrow">[[#barrow|バーロー『物理化学』]]</ref>、SSPその数値もの主に2種類があ {{math|''p''&deg;}} となり、統一さ[[生成熱|標準生成エンタルピー]]であていないば {{math|&Delta;{{sub|f}}''H''&deg;}} と書かれる({{math|&Delta;{{sub|f}}}} は生成反応({{en|formation}})を示す)
 
* NIST、ISOなど<ref>[[#stdspr|CODATA Value]]</ref>
SSPの設定として主なものが二種類あり、一つは、歴史的に用いられてきた、標準大気圧をSSPとする
{{Indent|<math>1\ \text{atm} =101\ 325\ \text{Pa}</math>}}
{{Indent|
* [[国際純正・応用化学連合|IUPAC]]
{{Indent|<math>p^\circ \equiv 1\ \text{atm} =100101\ 000325\ \text{Pa}</math>}}
}}
この数値には、しばしば標準状態圧力における量であることを表す為に°を付けて表される<ref name="barrow">[[#barrow|バーロー]]</ref>。この値は、IUPACが1982年に推奨したものであるが、30年以上を経過しても、この推奨はしばしば無視されている<ref>{{Cite web|url=http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/~nagano/ssp2.htm|title=標準状態圧力の成立過程|author=長野八久|date=2004|publisher=[[大阪大学]][[大学院]][[理学研究科]]附属[[分子]][[熱力学]]研究センター・標準状態圧力等検討WG|accessdate=2015-08-02}}</ref><ref>[[#netsu|長野八久 (2004)]]</ref>。
* であり、もう一つは1981年に[[国際純正・応用化学連合|IUPAC]]が推奨した
{{Indent|
{{Indent|<math>p^\circ \equiv 1\ \text{atmbar} =101100\ 325000\ \text{Pa}</math>}}
}}
である。
 
1960年の[[国際単位系]](SI)の採択を経て、IUPACでも1969年にGreen bookを出版してSIへの転換とした<ref name="netsu"/>。その後1970年代のGreen book改訂の際に[[標準気圧]]が非SIになるとして、SSPの慣習的な1気圧(1 atm)から10{{sup|5}}パスカル(1[[バール (単位)|バール]]、1 bar)への変更が主張され、IUPACの推奨はこの主張に沿って行われた。
20年以上(2004年当時)を経過してもIUPACの推奨はしばしば無視されており、化学熱力学のデータベースに二種類の設定があることで混乱が見られる<ref name="netsu">[[#netsu|長野 (2004)]]</ref><ref name="nagano">[[#nagano|長野 “標準状態圧力の成立過程”]]</ref>。
種々の[[物理定数]]の推奨値を発表している[[科学技術データ委員会|CODATA]]はIUPACの推奨に沿って後者をSSPとしているが<ref>[[#stdspr|CODATA Value]]</ref>、標準状態の設定に依存する[[モル体積]]や[[サッカー・テトロード定数]]などは両方のSSPに基づく値で発表している。
 
IUPACによるSSPの変更の推奨は単位の変更に伴うものとして行われたが、標準状態とは(仮想的な)測定条件であり、基準とする量の選び方であって、単位の選び方ではない。
物理学の理論は単位の選び方には依らないが、例えば標準生成エンタルピーは標準状態の設定に依存してその'''量が変化する'''(単位の変更による数値の変化ではない)。
そもそも、10{{sup|5}}パスカル、あるいはバールは、SIに沿った'''一貫性のある単位ではない'''ことに注意。
 
== 温度 ==
基準とする温度には、'''SATP'''と'''STP'''がある。温度は右下の添え字で示される<ref name="barrow"/>。
*; SATP
: 基準の温度を25[[セルシウス度]]25°C(298(298.15[[ケルビン]])とするものを'''SATP'''(がSATP(標準環境温度と圧力、{{lang-en-short|standard ambient temperature and pressure}})と定義される
: 気体の標準状態としては、現在は主にSATPが使われる。
*; STP
: 基準の温度を[[0セルシウス度]]0°C(273(273.15ケルビン)とするものを'''STP'''(がSTP(標準温度と圧力、{{lang-en-short|standard temperature and pressure}})と定義される。
 
== 体積 ==
1[[モル]]の[[理想気体]]の[[体積]]は、SATPでは24.8[[リットル]]、STPでは22.7リットル(1997年より前は22.4リットル)である。
 
体積を標準状態において測った場合、そのことを明示するために単位を m³{{sup|3}}{{sub|N}} ('''ノルマル立米''')とすることがある<ref>[[#jemai|大気汚染対策の基礎知識]] p.49</ref>。
 
== 脚注 ==
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== 参考文献 ==
; 書籍
* {{Cite book|和書|author=G. M. Barrow|translator=藤代亮一|title=物理化学|publisher=[[東京化学同人]]|location=[[東京都]][[文京区]][[千石 (文京区)|千石]]3-36-7|year=1968|ref=barrow}}
* {{Cite book|和書
* {{Cite book|和書|author=田中一義|author2=田中庸裕|title=物理化学|series=化学マスター講座|publisher=[[丸善]]|location=[[東京都]][[港区 (東京都)|港区]][[海岸 (東京都港区)|海岸]]一丁目9番18号 国際浜松町ビル|date=2010-12-25|id={{全国書誌番号|21876451}}|oclc=744241296|asin=4621083023|isbn=978-4-621-08302-4|page=98}}
|author= G. M. Barrow
* {{Cite book|和書|editor=環境保全対策研究会編|title=二訂・大気汚染対策の基礎知識|publisher=[[社団法人]][[産業環境管理協会]]|location=[[東京都]][[千代田区]][[鍛冶町 (千代田区)|鍛冶町]]二丁目2番1号|edition=第3版|date=2005-02|id={{全国書誌番号|20226028}}|oclc=123028817|asin=4914953692|isbn=4-914953-69-2|ref=jemai}}
|translator= 藤代亮一
* {{Cite journal|和書|url=http://www.netsu.org/j+/Jour_J/pdf/31/31-3-151.pdf|title=標準状態圧力の成立過程|format=[[Portable Document Format|PDF]]|author=長野八久|journal=Netsu Sokutei|volume=31|issue=3|pages=146-150|date=2004|ref=netsu}}
|title= 物理化学
|publisher= [[東京化学同人]]
|year= 1968
|ref= barrow
}}
* {{Cite book|和書
|author= 田中一義、田中庸裕
|title= 物理化学
|series= 化学マスター講座
|publisher= [[丸善]]
|page= 98
|year= 2010
|isbn= 978-4-621-08302-4
|ref= tanaka
}}
* {{Cite book|和書
|editor= 環境保全対策研究会 編
|title= 二訂・大気汚染対策の基礎知識
|publisher= [[産業環境管理協会]]
|edition= 第3版
|year= 2005
|isbn= 4-914953-69-2
|ref= jemai
}}
; 雑誌
* {{Cite journal|和書
|author= 長野八久
|title= 標準状態圧力の成立過程
|journal= Netsu Sokutei
|volume= 31 |issue= 3 |pages= 146-150
|year= 2004
|url= http://www.netsu.org/j+/Jour_J/pdf/31/31-3-151.pdf
|format= PDF
|ref= netsu
}}
 
== 関連項目 ==
* [[常温]]
* [[参照基準大気]]
 
== 外部リンク ==
* {{Cite web
* {{Cite web|url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?stdspr|title=CODATA Value: standard-state pressure|accessdate=2014-01-31|publisher=[[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]|ref=stdspr}}
|url= http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?stdspr
|title= CODATA Value: standard-state pressure
|accessdate= 2014-01-31
|publisher= [[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]
|ref= stdspr
}}
* {{Cite web
|url= http://www.netsu.org/JSCTANew/wp-content/uploads/2014/06/posterWGonSSP.pdf
|title= Borderless Science Seeks for Seamless Standards: Standard State Pressure Should Be 101.325 kPa
|accessdate= 2015-08-02
|date= 2008
|work= ICCT2008で発表したポスター
|publisher= [[日本熱測定学会]]
|format= PDF
|ref= jscta
}}
* {{Cite web
|url= http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/~nagano/ssp2.htm
|title= 標準状態圧力の成立過程
|accessdate= 2015-08-02
|author= 長野八久
|date= 2004
|publisher= [[大阪大学]]
|ref= nagano
}}
 
{{DEFAULTSORT:ひようしゆんしようたい}}